[發明專利]一種用于鈑金件建模的基于KDtree的空間面域生成方法及系統

有效

• 申請號: 201711385135.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108121868B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 李璞;鄭春龍;胡松喜;余志兵
• 申請（專利權）人: 韶關學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/30;G06T19/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

本發明的用于鈑金件建模的基于KDtree的空間面域生成方法及系統，采用KDtree數據結構，實現對曲線段的近鄰搜尋，并以此構建面積最小面域，來生成由多個單元網格構成的鈑金件整體的空間面域，通過近鄰搜尋方法，大大減少了搜尋配對的運算時長，解決了傳統的冗余迭代搜尋方法運算耗時長的問題，還能將生成的面域進行參數化輸出，實現連續化和自動化，提供后續建模模塊的參數化輸入，有效節約人力資源，操作簡單，使用可靠，耗時少從而減少工人工作強度，打破了生產時間的約束，有效提高生產速度。

技術領域

本發明涉及鈑金件生產領域，尤其涉及用于鈑金件建模的空間面域生成方法及系統。

背景技術

在生產制造業中，工件建模是大批量鈑金件生產必要的制造環節，建模的質量和速度往往決定了生產的效率和效益。傳統的工件建模主要是利用計算機軟件進行人工建模，先構造平面圖，然后再進行拉伸和掃掠等工序。然而，進行大批量鈑金件生產時人工建模的工作量非常大，常會出現重復構造平面的情況，效率較低，造成工作量冗余。現有的面域生產過程大多是通過人工逐個的畫圖，然后逐個地生產面域，從而得到建模的基本信息，根據這些信息再進行模型構造，在對單個或小批量的產品建模時可能還基本能滿足需求，但在建材裝修的鈑金件大批量生產時，這一過程就顯得十分繁瑣，而且人工逐個構造過程中無法實現對所建大批量模型的管理和實現參數化，這樣的方法實在是非常不方便，影響了生產效率。

在申請號為201710208326.7的中國發明申請中，公開了一種利用Rhino(犀牛軟件)環境下運行的Grasshopper插件實現的大批量鈑金件的面域生成方法，其利用軟件觸發的方法控制區域平面圖自動生成大批量生產中每一鈑金件的基礎面域，并將混入的鈑金件之間的縫的干擾面域進行過濾，并以輸出端口將生成面域參數化輸出，實現連續化和自動化。但該技術只能對二維平面結構的鈑金件進行面域生成，其所使用的切割函數僅適用于二維平面的多直線段切割，并不能用于具有三維空間結構的鈑金件的空間面域生成，例如用于體育館天花板等具有空間曲面結構上的鈑金件，就無法用該技術進行建模。

現有技術中對三維的鈑金件結構的空間面域生成方法，在勾畫了鈑金件整體區域的空間曲線圖形后，通常采用傳統的冗余迭代搜尋方法，以某一曲線段為基礎線段，在所有的空間曲線段中搜尋與其相交的曲線段，來構建封閉面域，其運算耗時極長，生產效率低。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，提供一種耗時短、生產效率高的用于鈑金件建模的基于KDtree的空間面域生成方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種用于鈑金件建模的基于KDtree的空間面域生成方法，包括以下步驟：

步驟1：勾畫所需建模的鈑金件整體區域的空間曲線圖形，生成曲線段集合A；

步驟2：將曲線段集合A的全部曲線段進行兩兩相交，獲得交點信息，根據交點信息對曲線段集合A的全部曲線段進行打斷，獲得打斷后的曲線段集合B；對曲線段集合B中的每個元素曲線段b進行過濾，如果曲線段b未能與曲線段集合B中的其余一個或多個曲線段形成至少一個封閉面域，則將該曲線段b從曲線段集合B中剔除；

步驟3：基于KDtree方法構建一個KDtree數據結構C，其根節點或中間節點表示一個空間范圍，對于步驟2中過濾后得到的曲線段集合B中的曲線段b，根據每一曲線段b的空間信息，將其存儲到對應的KDtree數據結構C的每個葉子節點c_i中，令i＝1；

步驟4：選取KDtree數據結構C的葉子節點c_i中存儲的曲線段d₀，根據該葉子節點c_i存儲的空間信息進行近鄰搜尋，得到與該曲線段d₀最近鄰的n個近鄰曲線段，在該曲線段d₀及其n個近鄰曲線段中構建一面積最小面域f，將其存儲到面域集合F中；n的取值小于曲線段集合B中的曲線段總數；